JPH09145549A - 内燃機関のテスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動力発生機構や回転伝達機構等が装備され
る前の、所謂ショートエンジンの状態にある内燃機関を
簡易に、且つ効率的に動作テスト可能なテスト装置を提
供する。 【解決手段】 内燃機関のクランクシャフトおよびカム
シャフトにそれぞれ着脱可能に連結されるクランクシャ
フト用回転軸（２）およびカムシャフト用回転軸（３）
を設け、これらの各回転軸にそれぞれ固定したプーリ
（５，６）間にタイミングベルト（７）を巻回して連結
し、前記各回転軸をモータ（９）により同時に同期回転
駆動することで、燃料を供給することなしに内燃機関の
動作性能をチェックするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃焼室で発生するク
ランクシャフトの回転駆動力をプーリと無端状の伝導部
材とからなる回転伝達機構を介してカムシャフトに伝達
して吸排気弁を開閉駆動する内燃機関をテストする装置
であって、特に上記駆動力の発生機構および前記回転伝
達機構を備えない状態における内燃機関本体をテストす
る内燃機関のテスト装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】自動車等に搭載される内燃機関
は、基本的にはシリンダ内に摺動自在に設けられてクラ
ンクシャフトに連結されたピストンと、このピストンと
シリンダヘッドとの間に形成される燃焼室に燃料を供給
し、またその燃焼ガスを排出する吸排気弁を有する動弁
機構と、この動弁機構を駆動するカムシャフトとを備え
ている。そして燃焼室で発生した前記クランクシャフト
の回転駆動力を、プーリと無端状の伝導部材（例えばタ
イミングベルト）とからなる回転伝達機構を介して前記
カムシャフトに伝達して前記吸排気弁を開閉駆動する如
く構成される。

【０００３】この種の内燃機関の動作テストは、従来で
は専ら、内燃機関本体にその駆動力発生機構である点火
プラグや上述した回転伝達機構を組み込んだ状態で燃料
を供給し、該内燃機関を実際に作動させて行われてい
る。ところで近年、点火プラグ等の駆動力発生機構やタ
イミングベルト等の回転力伝達機構を取り付けない状態
の内燃機関を、つまりシリンダブロックにシリンダヘッ
ドを組み付け、更にその上にロッカーカバーを組み付け
ただけの、所謂ショートエンジンと称される状態で、こ
れを製品として出荷するケースが増えてきた。このよう
なショートエンジンを出荷する場合も、その品質を保証
するべく定量的に性能を測定することが重要である。そ
こで従来では、ショートエンジンに上述した駆動力発生
機構や回転伝達機構、更には吸気マニホルドや排気マニ
ホルド等の外付け部品を取り付け、実際に燃料を供給し
て該内燃機関を動作させてその性能をチェックした後、
上述した外付け部品を取り外して製品出荷している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが性能検査の為
に外付け部品を装備し、燃料を供給して内燃機関を動作
させて性能確認の後、上記外付け部品を取り外すには多
大な作業工程が掛かると言う問題がある。しかも実際に
燃料を供給して内燃機関を作動させるので、その後の外
付け部品の取り外し時に燃料や潤滑油によって内燃機関
本体や外付け部品が汚れ易く、清掃作業が必要となる
上、作業環境が悪くなると言う不具合が生じた。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、駆動力発生機構や回転伝達機構
等が装備される前の、所謂ショートエンジンの状態にあ
る内燃機関を簡易に、且つ効率的に動作テストすること
のできる内燃機関のテスト装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼室で発生
するクランクシャフトの回転駆動力をプーリと無端状伝
導部材とからなる回転伝達機構を介してカムシャフトに
伝達して吸排気弁を開閉駆動する内燃機関の、上記駆動
力の発生機構および前記回転伝達機構を備えない状態に
おける内燃機関本体をテストする内燃機関のテスト装置
に係り、特に前記各シャフトにそれぞれ着脱可能に連結
されるクランクシャフト用回転軸およびカムシャフト用
回転軸を、支持台の前記内燃機関本体の前記各シャフト
に対応する位置にそれぞれ回転自在に支持し、前記クラ
ンクシャフト用回転軸に第１のプーリを固定すると共
に、前記カムシャフト用回転軸には上記第1のプーリの
２倍の径を有する第２のプーリを固定し、これらのプー
リ間に無端状の伝導部材を巻回して前記各プーリをモー
タにより所定の回転数で同時に回転駆動するようにした
ことを特徴とするものである。

【０００７】つまりクランクシャフトおよびカムシャフ
トにそれぞれ着脱自在に連結される回転軸を、該回転軸
にそれぞれ固定されたプーリ間に、例えばタイミングベ
ルトからなる無端状の伝導部材を巻回し、モータにより
上記各回転軸を同時に回転駆動することにより、燃料供
給しない状態で前記クランクシャフトとカムシャフトと
を互いに同期させて回転駆動することで、所定の動作性
能をテストし得るようにしたことを特徴としている。

【０００８】また請求項２に記載の発明は、前記支持台
を前記クランクシャフト用回転軸を中心に回動自在に設
けると共に、複数種の内燃機関に応じた複数本のカムシ
ャフト用回転軸を前記クランクシャフト用回転軸からそ
れぞれ所定距離隔てた位置で、且つ前記支持台の回動方
向に異なる位置にそれぞれ回転自在に設け、これらの各
カムシャフト用回転軸にそれぞれ固定した第２のプーリ
と前記第１のプーリとの間に前記無端状の伝導部材を巻
回して前記各回転軸を同時に回転駆動する構成としたこ
とを特徴とするものである。

【０００９】つまり複数本のカムシャフト用回転軸を備
え、支持台を回動させることにより内燃機関に応じた上
記カムシャフト用回転軸を選択可能とすることで、テス
トすべき内燃機関に対して汎用性を持たせたことを特徴
とするものである。

【００１０】

【発明の実施の態様】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る内燃機関のテスト装置について説明す
る。図１は実施例装置の概念を示すもので、１はテスト
対象とするショートエンジンである。このショートエン
ジン１はシリンダ・ブロックにシリンダ・ヘッドを組み
付け、その上にロッカーカバーを取り付けた状態の内燃
機関であり、点火プラグ等の駆動力発生機構やタイミン
グベルト等の回転力伝達機構、更には吸気マニホルドや
排気マニホルド等の外付け部品等を取り付けていない状
態のものである。

【００１１】実施例に係るテスト装置は、上述した状態
のショートエンジン１の基本的な動作性能をテストする
もので、基本的には上記ショートエンジン１のクランク
シャフトおよびカムシャフトにそれぞれ着脱可能に連結
されるクランクシャフト用回転軸２およびカムシャフト
用回転軸３を備えている。そしてこれらの各回転軸２，
３を支持台４にそれぞれ回転自在に支持すると共に、各
回転軸２，３にそれぞれ固定した第１および第２のプー
リ５，６間にタイミングベルト７を張架し、これらのプ
ーリ５，６（回転軸２，３）を前記回転軸２にトルクメ
ータ８を介して連結されたモータ９にて同時に回転駆動
する構造を有している。

【００１２】より具体的には、図２にその概略的な横断
面構成図、図３に要部正面図を示すように、クランクシ
ャフト用回転軸２はテスト装置本体の基台１１上に固定
された軸受１２に回転自在に支持されている。このクラ
ンクシャフト用回転軸２のショートエンジン１に対向さ
れる側の一端部は、該エンジン１のクランクシャフト１
ａに着脱可能に連結される連結部とされ、その反対側の
後端部にはトルクメータ８を介してモータ９が連結され
ている。上記連結部は、例えばクランクシャフト１ａの
端部に設けられたフライホイール（図示せず）取り付け
用のノック穴１ｂに、その軸方向から嵌合可能な突起２
ａを設けた構造とされている。

【００１３】一方、軸受１２に回転自在に支持されたク
ランクシャフト用回転軸２の中間部には、該回転軸２を
中心として略扇形状の支持台４が回動自在に設けられて
いる。この支持台４は、図３に示すようにエアシリンダ
１３によって所定の角度位置に回動制御されるもので、
その回動位置は１つの可動ストッパ１４ａと２つの固定
ストッパ１４ｂ，１４ｃとによって選択的に位置決めさ
れるものとなっている。上記可動ストッパ１４ａは、図
３の実線で示す位置に支持台４を位置決めする際に押し
出され、該支持台４の下端部に当接してその回動位置を
規定する。そして支持台４を図３中破線で示す位置に位
置決めする際には、その回動領域外に引き込まれて支持
台４の回動を許容する。この結果、支持台４はその下端
部が前記固定ストッパ１４ｂ，１４ｃに選択的に当接す
る位置まで回動されて、その回動位置にそれぞれ位置決
めされる。

【００１４】尚、クランクシャフト用回転軸２と支持台
４との間には軸受１５が介装されており、これによって
支持台４がクランクシャフト用回転軸２に軸支されるだ
けで、支持台４の回動とクランクシャフト用回転軸２の
回転とが互いに干渉しないように機構的に分離されてい
る。さて前述したカムシャフト用回転軸３は、このよう
に回動位置制御される支持台４の回動端部側の所定位置
に、前記クランクシャフト用回転軸２と平行に、且つ回
転自在に取り付けられる。即ち、この例ではテスト対象
とするショートエンジン１の種別に対応する３本のカム
シャフト用回転軸３ａ，３ｂ，３ｃが支持台４の所定位
置にそれぞれ設けられるものとなっている。これらの３
本のカムシャフト用回転軸３ａ，３ｂ，３ｃは、テスト
対象とするショートエンジン１のクランクシャフト１ａ
とカムシャフト１ｃとの位置関係（距離と配置角度）
が、その種別によって異なることから、前記クランクシ
ャフト用回転軸２を基準として、且つ前記支持台４の選
択的に設定される回動位置に応じて、各ショートエンジ
ン１のカムシャフト１ｃ位置となる部位にそれぞれ取り
付けられる。換言すれば、前記支持台４がテスト対象と
するショートエンジン１の種別に応じて前述した各回動
位置に選択的に位置付けられたとき、これらの各位置に
て前記３本のカムシャフト用回転軸３ａ，３ｂ，３ｃの
１つが当該ショートエンジン１のカムシャフト１ｃに対
向する部位に、前記各回転軸３ａ，３ｂ，３ｃがそれぞ
れ軸受１６を介して回転自在支持されている。

【００１５】このような配置関係を設定しておくこと
で、テスト対象とするショートエンジン１の種別に応じ
て支持台４を回動制御し、この状態で前記クランクシャ
フト用回転軸２をショートエンジン１のクランクシャフ
ト１ａに連結したとき、同時にそのカムシャフト１ｃ
に、当該エンジン１に対応したカムシャフト用回転軸３
が連結するものとなっている。

【００１６】尚、カムシャフト用回転軸３ａ，３ｂ，３
ｃのカムシャフト１ｃに対向する端部は、例えばカムシ
ャフト１ｃの端面に設けられた公知のディストリビュー
タまたはクランク角センサ取り付け用のキー溝に、その
軸方向後から嵌合可能な突片を備えた連結部となってい
る。しかして前記支持台４の裏面側において、前記クラ
ンクシャフト用回転軸２および３つのカムシャフト用回
転軸３ａ，３ｂ，３ｃには、第１および第２のプーリ
５,６（６ａ，６ｂ，６ｃ）がそれぞれ固定されてい
る。そしてこれらのプーリ５,６間には無端状の伝導部
材であるタイミングベルト７が巻回され、該タイミング
ベルト７を介して前記第１および第２のプーリ５,６
（６ａ，６ｂ，６ｃ）が一体回転するように連結されて
いる。

【００１７】尚、第２のプーリ６（６ａ，６ｂ，６ｃ）
の径は第１のプーリ５の径の２倍に設定され、第１のプ
ーリ５が２回転するとき、これに同期して第２のプーリ
６（６ａ，６ｂ，６ｃ）がそれぞれ１回転するものとな
っている。つまりクランクシャフト用回転軸２の２回転
に同期してカムシャフト用回転軸３が１回転するように
第１および第２のプーリ５,６の径が設定され、これら
のプーリ５,６間をタイミングベルト７を介して連結し
ている。

【００１８】かくしてこのように構成されたテスト装置
によれば、テスト対象とする内燃機関（ショートエンジ
ン）の種別に応じて前記支持台４を回動させてカムシャ
フト用回転軸３を選択し、該エンジン１のクランクシャ
フト１ａとカムシャフト１ｃとに前述した各回転軸２，
３をそれぞれ連結する。この連結は、例えば前記基台１
１をショートエンジン１側に向けてスライドすること
で、テスト装置全体をその回転軸方向に移動させて行わ
れる。そしてこの連結状態で前記モータ９を起動し、ト
ルクメータ８を介してクランクシャフト用回転軸２を回
転駆動する。するとその回転力がタイミングベルト７を
介してカムシャフト用回転軸３にも伝達されるので、当
該ショートエンジン１のクランクシャフト１ａとカムシ
ャフト１ｃとを所定のタイミングで同期回転させること
ができる。

【００１９】従ってテスト対象としているショートエン
ジン１に吸気マニホルドや排気マニホルド等の外付け部
品を取り付け、更に燃料を供給しなくても当該エンジン
１の運転動作をテストすることができる。具体的には前
記クランクシャフト用回転軸２にトルクメータ８を取り
付けてあるので、回転軸２をモータ９により所定の回転
数で回転駆動して、そのときの回転トルクをそれぞれ計
測すれば、これによってシリンダ内部の摺動部位におけ
るフリクションの具合、つまりシリンダ内の各種シール
メタルの具合をテストすることが可能となる。

【００２０】またこのとき、点火プラグ装着用の穴部を
図１に示すようにシール体１０にて封止し、該シール体
１０に組み込んだ圧力センサにより燃焼室内の圧縮圧を
計測すれば、ピストンやピストンリング、ガスケット等
の品質・機能検査を行うことが可能となる。更にはオイ
ルフィルタ取り付け部にダミーのオイルフィルタ取り付
けて油量や油圧を計測するようにすれば、これによって
オイルポンプの機能を検査することが可能となる。

【００２１】尚、上述したテストにおいて油圧および油
量を計測すれば、オイルポンプの性能のみならず、オイ
ルラインに閉塞が生じていないかをも検査することがで
き、またトルクおよび圧縮圧を計測することで、ガス漏
れの検査や、更にはピストンおよびコンロッドの誤組の
有無を調べることが可能なる。従ってショートエンジン
として製品出荷するに際しての、基本的な性能試験を簡
易に、且つ効果的に行うことができ、その性能・品質保
証に大きく寄与することができる。しかも従来のように
エンジン始動に必要なマニホルド等の外付け部品を組み
込み、テスト終了後にこれらの部品を取り外す必要がな
いので、その検査工数を少なくして作業時間を大幅に短
縮化することが可能となる。更には燃料であるガソリン
を用いる必要がないので、その作業環境を大幅に改善し
得る等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【００２２】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではない。例えば実施例では、前記基台１１をスラ
イドさせることでテスト装置全体を軸方向に移動し、前
記各回転軸２，３を上記ショートエンジン１のクランク
シャフト１ａおよびカムシャフト１ｃにそれぞれ連結す
る構成としたが、逆にショートエンジン１を載置したテ
スト台側をテスト装置に向けてスライドさせる構成とす
ることもできる。またこの際、基台１１側またはテスト
台側に、エンジン１とテスト装置との回転軸を位置合わ
せする為のテーブル昇降機構等を組み込んでおくことが
好ましい。

【００２３】また実施例では支持台４に３本のカムシャ
フト用回転軸３を設け、これらを選択的に用いるものと
したが、その数は特に限定されない。例えば１本のクラ
ンクシャフト用回転軸２と１本のカムシャフト用回転軸
３だけを備えた特定エンジン用のテスト装置として実現
することも可能である。この場合には、各回転軸２，３
の位置が固定的に定められるので、前述した支持台４の
回動機構、およびその制御機構が不要となる。

【００２４】更には実施例では、タイミングベルト７を
用いて各回転軸２，３にそれぞれ固定されたプーリ５，
６間を連結したが、チェーンを用いてプーリ５，６間を
連結しても良く、また回転軸３，４間を歯車機構を用い
て連結したり、プーリ５，６間を直接的に摩擦接触させ
て回転伝達する構成としても良い。その他、本発明はそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが
できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動力発生機構および回転伝達機構を備えない状態におけ
る内燃機関の各シャフトにそれぞれ着脱可能に連結され
るクランクシャフト用回転軸およびカムシャフト用回転
軸を備え、クランクシャフト用回転軸に固定された第１
のプーリと、前記カムシャフト用回転軸に固定された上
記第1のプーリの２倍の径を有する第２のプーリとの間
を無端状の伝導部材にて連結し、これらをモータにより
所定の回転数で同時に回転駆動し、これによって前記内
燃機関に燃料供給しない状態で前記クランクシャフトと
カムシャフトとを互いに同期させて回転駆動するので、
マニホルド等の外付け部品を組み付けることなく当該内
燃機関の所定の動作性能を簡易に、且つ効果的にテスト
することができる。

【００２６】また請求項２に記載の発明によれば、複数
種の内燃機関に応じた複数本のカムシャフト用回転軸を
備え、これらの回転軸を支持台の回動により選択的に用
いる構成としているので、テストすべき内燃機関の種別
に汎用性を持たせて各種の内燃機関を効率的にテストす
ることが可能となる等の効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関のテスト装
置の概略的な構成を示す模式的な斜視図。

【図２】実施例装置の全体的な概略構成を示す横断面構
成図。

【図３】実施例装置における各回転軸と支持台との関係
を示す要部正面図。

【符号の説明】

１ 内燃機関（ショートエンジン） ２ クランクシャフト用回転軸 ３（３ａ，３ｂ，３ｃ） カムシャフト用回転軸 ４ 支持台 ５ 第１のプーリ ６（６ａ，６ｂ，６ｃ） 第２のプーリ ７ タイミングベルト ８ トルクメータ ９ モータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室で発生するクランクシャフトの回
   転駆動力をプーリと無端状伝導部材とからなる回転伝達
   機構を介してカムシャフトに伝達して吸排気弁を開閉駆
   動する内燃機関の、上記駆動力の発生機構および前記回
   転伝達機構を備えない状態における内燃機関本体の前記
   両シャフトを回転させて該内燃機関をテストする装置で
   あって、 前記各シャフトにそれぞれ着脱可能に連結されるクラン
   クシャフト用回転軸およびカムシャフト用回転軸と、こ
   れらの各回転軸を前記内燃機関本体の前記各シャフトに
   対応する位置にそれぞれ回転自在に支持した支持台と、
   前記クランクシャフト用回転軸に固定された第１のプー
   リと、前記カムシャフト用回転軸に固定され、上記第1
   のプーリの２倍の径を有する第２のプーリと、これらの
   プーリ間に巻回された無端状の伝導部材と、前記プーリ
   を所定の回転数で回転駆動するモータとを具備したこと
   を特徴とする内燃機関のテスト装置。
2. 【請求項２】 前記支持台は前記クランクシャフト用回
   転軸を中心に回動自在に設けられ、前記カムシャフト用
   回転軸は、複数種の内燃機関に応じて前記クランクシャ
   フト用回転軸からそれぞれ所定距離隔てた位置で、且つ
   前記支持台の回動方向に異なる位置に複数本設けられ、
   これらの各カムシャフト用回転軸にそれぞれ固定された
   第２のプーリと前記第１のプーリとの間に前記無端状の
   伝導部材を巻回して前記各回転軸を同時に回転駆動して
   なることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のテス
   ト装置。